某三级轴流式低速压气机零级气动优化设计.pdfVIP

学兔兔 第 47 卷第 6 期 机 械 工 程 学 报 Vo l .4 7 N o. 6 2 011 年 3 月 JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING Mar. 2 0 11 DOI ：10.3901/JME.2011.06.160 某 三 级 轴 流 式 低 速 压 气 机 零 级 气 动 优 化 设 计 柯婷凤 郑 群 明玉周 ( 哈尔滨工程大学动力与能源工程学院 哈尔滨 150001) 摘要：基于相似理论为某一三级轴流式低速压气机增加一个高效零级使压气机流量增加了 12.5%，同时达到增加压比的目的。 由于流动缺陷集中在静叶上，利用三维粘性计算流体力学(Computational fluid dynamics ，CFD)技术对静叶进行重新改型设计： 采用可控扩散叶型(Controlled diffusion airfoil，CDA)控制叶片表面速度分布，控制了叶片表面附面层厚度，尾缘逆压梯度减 小，很大程度减小了叶栅后半部分的三维分离；为进一步缓解端壁处的低能流体堆积，采用端弯技术，在改善端区流动的同 时也很好的改善与原机的匹配，提高零级性能，最终提高新型压气机的效率，达到设计要求。同时分析加零级前后压气机特 性曲线，证实喘振裕度得到了保证，分析进出口气流角表明加级后原机部分仍然保持原来的相似运行条件。 关键词：相似理论 零级 可控扩散叶型 端弯 匹配 喘振裕度 中图分类号：TK474 Aerodynamic Design and Optimization of Zero-stage for Three-stage Axial-flow Low-speed Compressor KE Tingfeng ZHENG Qun MING Yuzhou (College of Power and Energy Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150001) Abstract ：The aerodynamic design of a new front stage for a three-stage axial-flow low-speed compressor based on the similarity theory is described, in order to increase the flow by 12.5% and the total pressure ratio. The design and optimization are carried out by using a 3D-viscocity controlled diffusion airfoil (CFD) technology on stator. The new computational fluid dynamics (CDA) profile is adopted to control the profile losses and adverse pressure gradient at trailing areas, so the three dimensional separation is reduced greatly. End-bending technology is also used to further mitigate the accumulati